DE602004007641T2 - TRANSMISSION CABLE - Google Patents

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Abstract

The use of standard coaxial cables for, e.g. connecting optional receive MR coils to MR-scanners has the problem that parasitic cable resonances may occur, which may cause RF burns to a patient. According to the present invention, the cable is divided into a huge number of small pieces. Each conductor in the small pieces is connected to the respective conductor in another small piece via a series capacitor. Due to this, e.g. at MR frequency, the cable according to the present invention is completely off resonant, such that no parasitic resonance may occur.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungskabel. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf das Gebiet der MRI-Bildgebung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Übertragungskabel, ein MRI-System, ein MR-Katheter und eine HF-Spule.The The invention relates to a transmission cable. Furthermore The invention relates to the field of MRI imaging. In particular, refers the present invention relates to a transmission cable, an MRI system, an MR catheter and an RF coil.

Das Phänomen der Kernresonanz wurde in der Vergangenheit in hochauflösenden Magnetresonanzspektroskopie-Instrumenten genutzt, und auch von Strukturchemikern zur Analyse der Struktur von chemischen Zusammensetzungen. In der letzten Zeit wurden NMR- und MR-Systeme als Modalitäten für die medizinische Diagnose entwickelt, die für die bildgebende Darstellung der Anatomie sowie für die Durchführung von nichtinvasiven spektroskopischen Analysen in vivo Anwendung finden.The phenomenon nuclear magnetic resonance has historically been used in high-resolution magnetic resonance spectroscopy instruments and also by structural chemists to analyze the structure of chemical compositions. Recently, NMR and MR systems as modalities for the Medical diagnosis developed for the imaging of the anatomy as well as for the implementation of noninvasive spectroscopic analyzes in vivo application Find.

Das NMR/MR-Phänomen kann innerhalb eines in einem homogenen, polarisierenden Magnetfeld mit einer Stärke von zum Beispiel 1,5 T angeordneten Untersuchungsobjekts angeregt werden, indem das Objekt mit Hochfrequenzenergie (HF-Energie) mit der Lamor-Frequenz bestrahlt wird. Bei Anwendungen zur medizinischen Diagnose wird dies typischerweise erreicht, indem der zu untersuchende Patient in dem Feld einer HF-Spule positioniert wird, die zum Beispiel eine zylindrische Geometrie hat, und indem die HF-Spule mit einem HF-Leistungsverstärker mit Energie versorgt wird. Nach Einstellung der HF-Anregung wird die gleiche oder eine andere HF-Spule verwendet, um die aus dem Objektvolumen innerhalb des Feldes der HF-Spule austretenden NMR/MR-Signale zu erkennen. Im Laufe eines vollständigen NMR/MR-Scans werden typischerweise zahlreiche NMR/MR-Signale beobachtet. Diese Signale können benutzt werden, um ein Bild oder spektroskopische Informationen zu dem untersuchten Objekt zu rekonstruieren.The NMR / MR phenomenon can be within one in a homogeneous, polarizing magnetic field with a strength excited by, for example, 1.5 T arranged examination object By using the object with radio frequency energy (RF energy) with the Lamor frequency is irradiated. For medical applications Diagnosis is typically achieved by the patient being examined is positioned in the field of an RF coil, for example, a has cylindrical geometry, and by using the RF coil with an RF power amplifier Energy is supplied. After setting the RF excitation, the same or another RF coil used to extract from the object volume within the field of the RF coil emerging NMR / MR signals detect. In the course of a complete NMR / MR scans typically display numerous NMR / MR signals. These signals can used to make a picture or spectroscopic information to reconstruct the examined object.

Für medizinische Bildgebungsuntersuchungen können gepulste lineare Magnetfeldgradienten verwendet werden, um die Signale auf gewünschten Bereichen innerhalb des Patienten zu lokalisieren, um räumliche Informationen zu Signalen zu codieren. Häufig ist es wünschenswert, im Laufe einer NMR/MR-Untersuchung gepulste Magnetfeldgradienten in jeder der Richtungen X, Y und Z eines herkömmlichen kartesischen Koordinantensystems anzulegen.For medical Imaging examinations can pulsed linear magnetic field gradients are used to measure the signals on desired areas within the patient to locate spatial information about signals to code. Often it is desirable pulsed magnetic field gradients during NMR / MR analysis in each of the directions X, Y and Z of a conventional Cartesian coordinate system to apply.

Bekannte feste oder optionale MR-Empfangsspulen wie zum Beispiel Einzelschleifenspulen sind über Standard-Koaxialkabel mit dem NMR/MR-Scanner verbunden. Wie bereits oben erwähnt, ist es allgemein üblich, mehr als eine Spule in dem NMR/MR-System zu verwenden. Ein Problem, dass sich bei der MRI stellen kann, besteht darin, dass aufgrund der Verwendung von Standard-Koaxialkabeln die Möglichkeit einer HF-Verbrennung des Patienten ziemlich hoch ist und mit der Anzahl der verwendeten Spulen/Kabel steigt. Unglücklicherweise ist es aufgrund der Anordnung von beliebig positionierten optionalen Spulen, die selbst unterschiedliche Konfigurationen aufweisen können, normalerweise nicht möglich, die HF-Verbrennungen verursachenden Störresonanzen vorherzusagen.Known Fixed or optional MR receiver coils, such as single loop coils, are over standard coaxial cable connected to the NMR / MR scanner. As mentioned above, is it is common practice to use more than one coil in the NMR / MR system. A problem that can stand with the MRI, is that due to the Using standard coaxial cables the possibility of RF combustion the patient is quite high and with the number of used Coils / cables are rising. Unfortunately it is due to the arrangement of optionally positioned optional Coils, which themselves may have different configurations, usually not possible, predict the RF emissions causing RF emissions.

Herkömmlicherweise werden Gegentakt-λ/4-Resonatoren (engl. so genannte „bazooka balloons") verwendet, um derartige lokale Resonanzen zu unterdrücken. Da derartige Komponenten jedoch selbst Resonatoren sind, sind sie anregbar und können dazu führen, dass während des Sendeimpulses viel HF-Energie abgeleitet wird.traditionally, become push-pull λ / 4 resonators (English so-called "bazooka balloons") used to such suppress local resonances. However, since such components themselves are resonators, they are excitable and can cause that while the transmit pulse is derived much RF energy.

In dem Dokument US 2 849 693 wird ein für die Weiterleitung von Hochfrequenzströmen angepasster Leiter beschrieben, der zwei durch eine Isolierung getrennte leitende Schichten umfasst, wobei eine der genannten Schichten querlaufend in Abschnitte unterteilt ist. Das in diesem Dokument beschriebene Kabel steht jedoch nicht mit einem MR-System in Zusammenhang.In the document US 2,849,693 A description is given of a conductor adapted for the transmission of high-frequency currents, comprising two conductive layers separated by an insulation, one of the layers being divided transversely into sections. However, the cable described in this document is not related to an MR system.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, Störresonanzen in Übertragungskabeln zu verhindern.The It is an object of the present invention to provide spurious resonances in transmission cables to prevent.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert wird, kann die obige Aufgabe mit einem Übertragungskabel gelöst werden, das ein erstes Kabelsegment und ein zweites Kabelsegment umfasst, wobei das erste Kabelsegment mindestens einen Leiter hat und wobei das zweite Kabelsegment mindestens einen zweiten Leiter hat. Der mindestens eine erste Leiter des ersten Kabelsegments ist über mindestens eine Reihenimpedanz mit dem mindestens einen zweiten Leiter des zweiten Kabelsegments verbunden.According to the present The invention as defined in claim 1 can be the above Task with a transmission cable solved comprising a first cable segment and a second cable segment, wherein the first cable segment has at least one conductor and wherein the second cable segment has at least one second conductor. Of the at least a first conductor of the first cable segment is over at least a series impedance with the at least one second conductor of the second cable segment connected.

Vorteilhafterweise wird gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Übertragungskabel geschaffen, das mit ungefähr den gleichen Außenabmessungen realisiert werden kann wie ein herkömmliches Koaxialkabel und das auf die gleiche Weise benutzt werden kann wie ein herkömmliches Koaxialkabel, aber bei dem nahezu keine Störresonanz auftritt. Außerdem ermöglicht dieses Übertragungskabel auch eine Übertragung von Wechselstromenergie. Aufgrund der Anordnung gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbessert ein derartiges Kabel die Sicherheit des Patienten in MR-Scannern, und dieses Kabel ist inhärent sicher für den Patienten, weil auch wenn Teile des Kabels abfallen und sogar bei einem Kabelbruch keine Störresonanzen in dem Kabel auftreten. Darüber hinaus ist dieses Übertragungskabel in Systemen mit beliebiger Feldstärke verwendbar.Advantageously, according to an exemplary embodiment of the present invention, a transmission cable is provided which can be realized with approximately the same external dimensions as a conventional coaxial cable and which can be used in the same manner as a conventional coaxial cable but with almost no spurious resonance. In addition, this transmission cable also allows transmission of AC power. Due to the arrangement according to this exemplary embodiment of the present invention, such a cable enhances the safety of the patient in MR scanners, and this cable is inherently safe for the patient, because even if parts of the cable fall off and there are no spurious resonances in the cable even with a cable break occur. In addition, this is about cable can be used in systems with any field strength.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Übertragungskabel als ein Kabel vom koaxialen Typ realisiert, bei dem die Schirmung und der Innenleiter der Kabelsegmente jeweils durch Reihenkondensatoren miteinander verbunden sind. Dieses Übertragungskabel ist sehr einfach zu handhaben und kann auf die gleiche Weise gehandhabt werden wie ein Koaxialkabel und kann weitgehend für die gleichen Anwendungen eingesetzt werden wie ein Koaxialkabel. Ein derartiges Übertragungskabel kann somit als Standardkabel verwendet werden.According to the present Invention is the transmission cable realized as a cable of the coaxial type, in which the shield and the inner conductor of the cable segments each through series capacitors connected to each other. This transmission cable is very simple and can be handled in the same way as a coaxial cable and can be widely used for the same applications be used like a coaxial cable. Such a transmission cable can therefore be used as a standard cable.

Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie in Anspruch 2 beschrieben, sind Endteile des Kabels mit Mischeinheiten zum Verschieben der Frequenz des durch das Kabel übertragenen Signals versehen. So kann zum Beispiel durch Verschieben der Frequenz des durch das Kabel zu übertragenden Signals zu einer höheren Frequenz eine sichere Übertragung des Signals erreicht werden, ohne es mit viel Rauschen oder Verzerrung zu beaufschlagen.at another exemplary embodiment of the present invention Invention as described in claim 2, are end portions of the cable with mixing units for shifting the frequency of the transmitted through the cable Signal provided. For example, by shifting the frequency of the through the cable to be transmitted Signal to a higher Frequency a secure transmission the signal can be achieved without it with much noise or distortion to act on.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen des Übertragungskabels sind in den Ansprüchen 3 und 4 beschrieben.Further exemplary embodiments of the transmission cable are in the claims 3 and 4 described.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht ein Mm-System mit zum Beispiel dem obigen Übertragungskabel eine verbesserte Sicherheit bei MRI-Scannersystemen, indem die Wahrscheinlichkeit einer HF-Verbrennung des Patienten erheblich reduziert wird.According to the present Invention allows an Mm system with, for example, the above transmission cable improved Safety in MRI scanner systems, by reducing the likelihood of HF-burning the patient is significantly reduced.

Als Hauptpunkt einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann gesehen werden, dass das Übertragungskabel in eine sehr große Anzahl kleiner Stücke unterteilt ist. Die Leiter der kleinen Stücke sind über Reihenkondensatoren miteinander verbunden. Im Fall der Realisierung eines Kabels vom Koaxialtyp sind diese Leiter des in kleine Stücke unterteilten Kabels jeweils durch Reihenkondensatoren verbunden, z.B. bei einem Koaxialkabel die Schirmung und der Innenleiter.When Main point of an exemplary embodiment of the present invention Invention can be seen that the transmission cable in a very large number small pieces is divided. The conductors of the small pieces are connected via series capacitors connected. In the case of realization of a coaxial type cable These are the conductors of the cable divided into small pieces each connected by series capacitors, e.g. with a coaxial cable the shield and the inner conductor.

Diese und andere Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen und werden unter Bezugnahme darauf erläutert.These and other aspects of the invention will become apparent from the following embodiments and will be explained with reference thereto.

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:exemplary embodiments The present invention will be described with reference to the following Drawings described. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer allgemeinen Konstruktion eines Magnetresonanz-Bildgebungsgeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 1 a schematic representation of a general construction of a magnetic resonance imaging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention;

2 eine detailliertere Darstellung des Messvolumens des Magnetresonanz-Bildgebungsgeräts aus 1; 2 a more detailed representation of the measurement volume of the magnetic resonance imaging device 1 ;

3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des Übertragungskabels gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 a schematic representation of an exemplary embodiment of the transmission cable according to the present invention.

1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer allgemeinen Konstruktion eins Magnetresonanz-Bildgebungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. Das in 1 abgebildete Magnetresonanz-Bildgebungsgerät umfasst ein erstes Magnetsystem 2. Das erste Magnetsystem 2 ist angepasst, um ein gleichmäßiges, stationäres Magnetfeld A zu erzeigen, wie durch den Pfeil in 1 angegeben. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet ein zweites Magnetsystem, das magnetische Gradientenfelder erzeugt. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine erste Stromversorgungsquelle für das erste Magnetsystem 2 und das Bezugszeichen 8 bezeichnet eine zweite Stromversorgungsquelle für das zweite Magnetsystem 4. 1 shows a simplified schematic representation of an exemplary embodiment of a general construction of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. This in 1 The illustrated magnetic resonance imaging apparatus comprises a first magnet system 2 , The first magnet system 2 is adapted to exhibit a uniform, stationary magnetic field A, as indicated by the arrow in FIG 1 specified. The reference number 4 denotes a second magnet system which generates magnetic gradient fields. The reference number 6 denotes a first power source for the first magnet system 2 and the reference numeral 8th denotes a second power source for the second magnet system 4 ,

Eine HF-Spule 10 ist vorgesehen, um ein magnetisches HF-Wechselfeld zu erzeugen. Die HF-Spule 10 ist mit einer HF-Sendevorrichtung verbunden, die eine HF-Quelle 12 umfasst. Die HF-Spule 10 kann außerdem angepasst sein, um für die Erkennung von Spinresonanzsignalen verwendet zu werden, die durch das HF-Sendefeld in einem zu untersuchenden Objekt (nicht abgebildet) erzeugt werden. Zur Erkennung der durch das HF-Sendefeld erzeugten Spinresonanzsignale ist die HF-Spule 10 mit einer HF-Empfangsvorrichtung verbunden, die einen Signalverstärker 40 umfasst. Der Ausgang des Signalverstärkers 40 ist mit einem Detektor 16 versehen.An RF coil 10 is intended to generate a magnetic alternating frequency field. The RF coil 10 is connected to an RF transmitter which is an RF source 12 includes. The RF coil 10 may also be adapted to be used for the detection of spin resonance signals generated by the RF transmission field in an object to be examined (not shown). The RF coil is used to detect the spin resonance signals generated by the RF transmission field 10 connected to an RF receiving device, which is a signal amplifier 40 includes. The output of the signal amplifier 40 is with a detector 16 Mistake.

Der Detektor 16 ist mit einer Steuereinheit 18 verbunden. Die Steuereinheit 18, zum Beispiel ein Computer, ist angepasst, um einen Modulator 20 für den Betrieb mit der HF-Quelle 12 zu steuern. Außerdem ist die Steuereinheit 18 angepasst, um die erste Stromversorgungsquelle 8 und eine Anzeigevorrichtung 22, zum Beispiel eine Kathodenstrahlröhren-Anzeigevorrichtung, zur Anzeige eines durch die Steuereinheit 18 rekonstruierten Bildes zu steuern.The detector 16 is with a control unit 18 connected. The control unit 18 , for example a computer, is adapted to a modulator 20 for operation with the HF source 12 to control. In addition, the control unit 18 adapted to the first power source 8th and a display device 22 for example, a CRT display device for displaying one by the control unit 18 to control the reconstructed image.

Ferner ist ein HF-Oszillator 24 vorgesehen, um den Modulator 20 und den Detektor 16 zu steuern, der die Messsignale verarbeitet. Die HF-Signale in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung werden durch eine Trennschaltung 14 voneinander getrennt.Further, an RF oscillator 24 provided to the modulator 20 and the detector 16 to control, which processes the measuring signals. The forward and reverse RF signals are passed through a disconnect circuit 14 separated from each other.

Das Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Kühlvorrichtung zum Kühlen der Magnetspulen des ersten Magnetsystems 2 über einen Kühlkanal 28. Die HF-Spule 10, die räumlich innerhalb des ersten und des zweiten Magnetsystems 2 und 4 angeordnet ist, umschließt ein Untersuchungsvolumen 30. Im Fall von medizinischen MR-Anwendungen sollte das Untersuchungsvolumen 30 groß genug sein, um einen zu untersuchenden Patienten oder mindestens einen Teil des zu untersuchenden Patienten, zum Beispiel den Hals oder einen Arm, zu umschließen.The reference number 26 denotes a cooling device for cooling the magnetic coils of the first magnet system 2 over a cooling channel 28 , The RF coil 10 spatially within the first and second magnet systems 2 and 4 is arranged, encloses an examination volume 30 , In the case of medical MR applications, the examination volume should be 30 be large enough to enclose a patient to be examined or at least a portion of the patient to be examined, for example the neck or an arm.

Durch die obige Anordnung können in dem Untersuchungsvolumen 30 ein stationäres Magnetfeld A, Gradientenfelder, die die Objektschichten wählen, und ein räumlich gleichmäßiges HF-Wechselfeld erzeugt werden. Wie bereits oben erwähnt, kann die HF-Spule 10 so angepasst werden, dass sie in der Lage ist, die Funktionen von Sendespulen und Messspulen zu kombinieren. Es ist jedoch auch möglich, verschiedene Spulen für diese beiden Funktionen zu verwenden. Zum Beispiel können Oberflächenspulen als Messspulen fungieren. Die durch das erste Magnetsystem 2, die HF-Spule 10 und das zweite Magnetsystem 4 (Gradientenspulen) gebildete Baugruppe kann von einem HF-abschirmenden Faraday-Käfig 34 umschlossen sein.By the above arrangement, in the examination volume 30 a stationary magnetic field A, gradient fields which select the object layers, and a spatially uniform RF alternating field are generated. As mentioned above, the RF coil can 10 be adapted so that it is able to combine the functions of transmitting coils and measuring coils. However, it is also possible to use different coils for these two functions. For example, surface coils may act as measuring coils. The through the first magnet system 2 , the RF coil 10 and the second magnet system 4 (Gradientenspulen) formed assembly can by a RF-shielding Faraday cage 34 be enclosed.

Zusätzlich kann eine optionale MR-Empfangsspule 52 vorgesehen sein, bei der es sich zum Beispiel um eine C1-Spule handeln kann.In addition, an optional MR receiver coil 52 be provided, which may be, for example, a C1 coil.

Das Bezugszeichen 32 bezeichnet eine Durchführungsvorrichtung, die mittels einer ersten Versorgungsleitung 42 mit der zweiten Stromversorgungsquelle 8 verbunden ist, mittels einer HF-Verbindungsleitung 38 mit der Trennschaltung 14 verbunden ist, mittels einer zweiten Stromversorgungsleitung 44 mit der ersten Stromversorgungsquelle 6 verbunden ist und mittels Verbindungsleitungen 36, die vorzugsweise als Kabelbaum realisiert sind, mit der Steuereinheit 18 verbunden ist.The reference number 32 denotes a feedthrough device, which by means of a first supply line 42 with the second power source 8th is connected by means of an RF connection line 38 with the disconnecting circuit 14 is connected by means of a second power supply line 44 with the first power source 6 is connected and by means of connecting lines 36 , which are preferably realized as a wiring harness, with the control unit 18 connected is.

Innerhalb des Faraday-Käfigs, d.h. innerhalb einer Umgebung, in der starke Magnetfelder auftreten, ist die Durchführungsvorrichtung 32 über ein erstes Versorgungskabel 46 mit dem zweiten Magnetsystem 4 verbunden und über ein zweites Versorgungskabel 48, das vorzugsweise ein Kabelbaum ist und ein Kabel 48 enthält, das mit der MR-Spule 52 verbunden ist, mit dem ersten Magnetsystem verbunden.Within the Faraday cage, ie within an environment where strong magnetic fields occur, is the feedthrough device 32 via a first supply cable 46 with the second magnet system 4 connected and via a second supply cable 48 , which is preferably a wire harness and a cable 48 contains that with the MR coil 52 is connected to the first magnet system connected.

Vorzugsweise wird das Kabel 48 zwischen der Durchführungsvorrichtung 32 und der MR-Spule 52 mit einem Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert, zum Beispiel der in 3 abgebildeten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es kann jedoch auch möglich sein, in allen innerhalb des Faraday-Käfigs 34 oder innerhalb einer Umgebung mit starken Magnetfeldern vorgesehenen elektrischen Verbindungen Übertragungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Mit anderen Worten, sowohl die ersten Versorgungskabel 46 als auch die zweiten Versorgungskabel 48 und jedes der Verbindungskabel 50 kann durch ein oder mehrere Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert werden. Ferner ist es auch möglich, Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung als Kabel für die Verbindungsleitungen 36, die HF-Verbindungsleitung 38, die erste Versorgungsleitung 42 oder die zweite Versorgungsleitung 40 zu verwenden. Die Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung können auch für ein MR-Katheter verwendet werden, das bei einer Variante dieser beispielhaften Ausführungsform anstelle oder zusätzlich zu der MR-Spule 52 angeordnet ist. Somit werden ein MR-Katheter und/der eine HF-Spule mit einem Kabel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Verbindung geschaffen.Preferably, the cable 48 between the feedthrough device 32 and the MR coil 52 realized with a cable according to the present invention, for example, the in 3 illustrated exemplary embodiment of the present invention. However, it may also be possible in all within the Faraday cage 34 or to use transmission lines according to the present invention within an electrical field environment provided by strong magnetic fields. In other words, both the first supply cable 46 as well as the second supply cables 48 and each of the connection cables 50 can be realized by one or more cables according to the present invention. Furthermore, it is also possible cable according to the present invention as a cable for the connecting lines 36 , the RF connection line 38 , the first supply line 42 or the second supply line 40 to use. The cables according to the present invention can also be used for an MR catheter, which in a variant of this exemplary embodiment instead of or in addition to the MR coil 52 is arranged. Thus, an MR catheter and / or an RF coil are provided with a cable according to an exemplary embodiment of the present invention.

2 zeigt eine detailliertere Darstellung des Untersuchungsvolumens 30 des in 1 abgebildeten Magnetresonanz-Bildgebungsgeräts. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden zur Bezeichnung der gleichen oder entsprechenden Elemente in 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet wie in 1. 2 shows a more detailed representation of the examination volume 30 of in 1 imaged magnetic resonance imaging device. In order to avoid unnecessary repetitions, are used to designate the same or corresponding elements in 2 the same reference numerals are used as in FIG 1 ,

In 2 ist ein Patient 54 auf einem Patiententisch 56 innerhalb des Untersuchungsvolumens 30 angeordnet. Vorzugsweise ist der Patient 54 so angeordnet, dass Schichtbilder von Kopf und Hals erzeugt werden können. Innerhalb des Untersuchungsvolumens 30 oder in seiner direkten Nähe sind elektrische Verbindungsgerätschaften zur Aufrechterhaltung einer Kommunikation mit dem zu untersuchenden Patienten 54 vorgesehen. Bei der in 2 dargestellten beispielhaften Ausführungsform sind eine Kamera 58 und eine Lampe 60 vorgesehen. Es können jedoch auch andere elektrische Vorrichtungen vorgesehen sein, die für die Untersuchung des Patienten 54 erforderlich oder nützlich sind. Die Kamera 58 und die Lampe 60 sind mittels dritter und vierter Versorgungskabel 62 und 64 mit einer Stromversorgung 66 verbunden. Die dritten und vierten Versorgungskabel 62 und 64 können auch für die Signalübertragung verwendet werden, zum Beispiel zum Übertragen eines Bildsignals von der Kamera 58 an die Anzeigevorrichtung 22. Wie bereits oben erwähnt, können andere elektrische Gerätschaften innerhalb oder nahe des Untersuchungsvolumens 30 angeordnet sein, zum Beispiel Sensoren zum Messen des Blutdrucks des Patienten 54, des Herzschlags oder einer Hirnaktivität des Patienten 54. Außerdem können Kommunikationsgerätschaften zur Kommunikation mit dem Patienten 54 vorgesehen sein.In 2 is a patient 54 on a patient table 56 within the study volume 30 arranged. Preferably, the patient is 54 arranged so that layer images of the head and neck can be generated. Within the study volume 30 or in its immediate vicinity are electrical connection devices for maintaining communication with the patient to be examined 54 intended. At the in 2 Illustrated exemplary embodiment are a camera 58 and a lamp 60 intended. However, other electrical devices may be provided for the examination of the patient 54 necessary or useful. The camera 58 and the lamp 60 are by means of third and fourth supply cable 62 and 64 with a power supply 66 connected. The third and fourth supply cables 62 and 64 can also be used for signal transmission, for example for transmitting an image signal from the camera 58 to the display device 22 , As mentioned above, other electrical equipment may be within or near the examination volume 30 arranged, for example, sensors for measuring the blood pressure of the patient 54 , the heartbeat or brain activity of the patient 54 , In addition, communication devices can communicate with the patient 54 be provided.

Vorzugsweise können das dritte und das vierte Versorgungskabel 62 und 64 mit dem Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert sein, zum Beispiel mit dem in 3 abgebildeten Kabel.Preferably, the third and the fourth supply cable 62 and 64 be realized with the cable according to the present invention, for example, with the in 3 illustrated cables.

3 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Übertragungskabels zum Übertragen von einem Signal oder von Energie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dem in 3 abgebildeten Kabel handelt es sich um ein Kabel vom koaxialen Typ, bestehend aus einer Vielzahl, vorzugsweise einer sehr großen Anzahl von kleinen Kabelsegmenten. In 3 sind ein erstes Kabelsegment 80, ein zweites Kabelsegment 90 und ein drittes Kabelsegment 100 zu sehen. Jedes der Vielzahl von Kabelsegmenten 80, 90 und 100, hat vorzugsweise eine Länge von ca. λ/4. Die Länge der einzelnen Kabelsegmente 80, 90 und 100 kann jedoch auch anders gewählt werden, solange die Länge nicht U2 beträgt. Das erste Kabelsegment 80 umfasst eine erste Schirmung 81 und einen ersten Innenleiter 82. Das zweite Kabelsegment 90 umfasst eine zweite Schirmung 91 und einen zweiten Innenleiter 92. Das dritte Kabelsegment 100 umfasst eine dritte Schirmung 101 und einen dritten Innenleiter 102. Wie aus 3 ersichtlich, sind diese Kabelsegmente 80, 90 und 100 über Reihenkondensatoren 85, 86, 95 und 96 für beide Leiter der Koaxialkabel verbunden (differentielle TEM-Moden z.B. der Schirmungen 81, 91 und 102 und der Innenleiter 82, 92 und 102). Im Detail ist die erste Schirmung 81 mit einem Reihenkondensator 85 in Reihe mit der zweiten Schirmung 91 geschaltet und die zweite Schirmung 91 ist mittels eines in Reihe geschalteten Kondensators 95 mit der dritten Schirmung 101 verbunden. Der erste Innenleiter 82 ist über einen Reihenkondensator 86 mit dem zweiten Innenleiter 92 verbunden und der zweite Innenleiter 92 ist über einen weiteren Reihenkondensator 96 mit dem dritten Innenleiter 102 verbunden. 3 shows a simplified representation of a transmission cable for transmitting a signal or energy according to an exemplary embodiment of the present invention. At the in 3 The cable shown is a coaxial type cable consisting of a plurality, preferably a very large number of small cable segments. In 3 are a first cable segment 80 , a second cable segment 90 and a third cable segment 100 to see. Each of the variety of cable segments 80 . 90 and 100 , preferably has a length of about λ / 4. The length of the individual cable segments 80 . 90 and 100 however, it can also be chosen differently, as long as the length is not U2. The first cable segment 80 includes a first shield 81 and a first inner conductor 82 , The second cable segment 90 includes a second shield 91 and a second inner conductor 92 , The third cable segment 100 includes a third shield 101 and a third inner conductor 102 , How out 3 As can be seen, these are cable segments 80 . 90 and 100 via series capacitors 85 . 86 . 95 and 96 connected for both conductors of the coaxial cable (differential TEM modes eg the shields 81 . 91 and 102 and the inner conductor 82 . 92 and 102 ). In detail, the first shielding 81 with a series capacitor 85 in series with the second shield 91 switched and the second shielding 91 is by means of a capacitor connected in series 95 with the third shield 101 connected. The first inner conductor 82 is via a series capacitor 86 with the second inner conductor 92 connected and the second inner conductor 92 is about another series capacitor 96 with the third inner conductor 102 connected.

An einem Ende des ersten Kabelsegments 80 ist eine erste Mischeinheit 111 vorgesehen, die mit einem Standard-HF-Anschluss verbunden sein kann, und an einem Ende des dritten Kabelsegments 100 ist eine weitere Mischeinheit 121 vorgesehen, die mit einer Spule verbunden sein kann, so dass ein Spulenanschluss 120 geschaffen wird.At one end of the first cable segment 80 is a first mixing unit 111 provided, which may be connected to a standard RF connector, and at one end of the third cable segment 100 is another mixing unit 121 provided, which may be connected to a coil, so that a coil connection 120 is created.

Vorzugsweise werden die Kondensatoren 85, 86, 95 und 96 so gewählt, dass sie im Bereich von 1 pF liegen. Die Kapazität von jedem Kondensator 85, 86, 95 und 96 kann jedoch auch im Bereich von 0,5 pF bis 2 pF liegen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung sollten die Kapazitäten mit Impedanzen von ca. 500 Ω realisiert werden, so dass eine Kapazität von ca. 2,5 pF bei 64 MHz realisiert wird. Wenn das Kabel in MRI-Systemen mit einer höheren Feldstärke verwendet werden soll, sollten diese Impedanzen variiert werden. Für 128 MHz zum Beispiel sollte ein Maximum von 1 pF gewählt werden. Für 32 MHz sollte ein Maximum von 4–5 pF gewählt werden.Preferably, the capacitors 85 . 86 . 95 and 96 chosen so that they are in the range of 1 pF. The capacity of each capacitor 85 . 86 . 95 and 96 however, it can also be in the range of 0.5 pF to 2 pF. According to one aspect of the present invention, the capacitances should be realized with impedances of about 500 Ω, so that a capacitance of about 2.5 pF at 64 MHz is realized. If the cable is to be used in MRI systems with a higher field strength, these impedances should be varied. For example, for 128 MHz, a maximum of 1 pF should be selected. For 32 MHz, a maximum of 4-5 pF should be selected.

Bei Anwendungen in MR-Scannern wird jeder Kondensator 85, 86, 95 und 96 vorzugsweise so gewählt, dass er im Bereich von 1 pF liegt, um lokale Resonanzen so hoch wie möglich zu halten. Aufgrund dieser Tatsache ist das in 3 abgebildete Kabel bei einer MR-Frequenz (fr) vollständig außer Resonanz, so dass keine Möglichkeiten für lokale Hot-Spots, d.h. Störresonanzen, gegeben sind, die während des Sendeimpulses des MR-Scanners zu HF-Verbrennungen beispielsweise bei einem Patienten (ihren können. Der Transmissionskoeffizient 521 der Transmissionsmatrix S ist somit bei der MR-Frequenz fr sehr niedrig. Wie in 3 dargestellt, können für MR-Signal- und/oder Energieübertragungen die Mischeinheiten 111 und 121 vorgesehen sein, um ein über das Kabel zu übertragendes Signal zu einer höheren Frequenz, zum Beispiel 10 × fr, zu verschieben. Aufgrund dieser Tatsache fungiert das gesamte Zwei-Anschluss-System, d.h. vom Standard-HF-Anschluss 110 zum Spulenanschluss 120, als ein einfaches, aber sicheres Koaxialkabel und kann mit jedem System verbunden werden, wodurch eine Austauschbarkeit des Kabels möglich wird.For applications in MR scanners, every capacitor becomes 85 . 86 . 95 and 96 preferably chosen to be in the region of 1 pF in order to keep local resonances as high as possible. Because of this fact that is in 3 mapped cables at an MR frequency (f r ) completely out of resonance, so there are no opportunities for local hot spots, ie spurious resonances, given during the transmission pulse of the MR scanner to RF burns, for example, in a patient (their The transmission coefficient 521 the transmission matrix S is thus very low at the MR frequency f r . As in 3 shown, for MR signal and / or energy transfers, the mixing units 111 and 121 be provided to move a signal to be transmitted via the cable to a higher frequency, for example 10 × f r . Due to this fact, the entire two-terminal system, that is, the standard RF terminal, functions 110 to the coil connection 120 , as a simple but secure coaxial cable and can be connected to any system, making interchangeability of the cable possible.

Anstelle der Kondensatoren 85, 86, 95 und 96 können gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung Induktivitäten vorgesehen werden. Diese Induktivitäten können im Bereich von 5 nH (für 64 MHz) bis 10 nH liegen. Vorteilhafterweise ermöglicht dies die Übertragung eines Gleichstroms. Die Frequenzumwandlung sollte dann im Bereich von wenigen MHz, zum Beispiel 2 MHz, erfolgen.Instead of the capacitors 85 . 86 . 95 and 96 For example, inductors may be provided in accordance with one aspect of the present invention. These inductances can range from 5 nH (for 64 MHz) to 10 nH. Advantageously, this allows the transmission of a direct current. The frequency conversion should then take place in the range of a few MHz, for example 2 MHz.

Aufgrund der obigen Anordnung wird ein Kabel geschaffen, das für den Patienten auch dann inhärent sicher ist, wenn das Kabel zum Beispiel bricht. Außerdem ermöglicht die in 3 dargestellte Anordnung eine sehr schlanke Anordnung des Kabels, so dass das Kabel die gleichen Abmessungen haben kann wie zum Beispiel ein herkömmliches Koaxialkabel. Weiterhin kann die Anordnung aus 3 in Kombination mit einem herkömmlichen Koaxialkabel verwendet und an ein Standardkabelsystem angepasst werden. Ferner kann, wie oben bereits erwähnt, das in 3 dargestellte Übertragungskabel für die Übertragung von Wechselstromenergie verwendet werden. Außerdem ist das Übertragungskabel gemäß der in 3 dargestellten beispielhaften Ausführungsform in MR-Systemen mit beliebiger Feldstärke verwendbar oder kann leicht an eine beliebige Feldstärke angepasst werden. Anstelle der in 3 dargestellten Anordnung mit nur zwei Leitern kann auch ein Mehrleitersystem zur Implementierung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.Due to the above arrangement, a cable is created which is inherently safe for the patient even if the cable breaks, for example. In addition, the in 3 arrangement shown a very slim arrangement of the cable, so that the cable can have the same dimensions as, for example, a conventional coaxial cable. Furthermore, the arrangement of 3 used in combination with a conventional coaxial cable and adapted to a standard cable system. Furthermore, as mentioned above, the in 3 Transmission cables are used for the transmission of AC power. In addition, the transmission cable is in accordance with the in 3 illustrated exemplary embodiment in MR systems with any field strength usable or can be easily adapted to any field strength. Instead of in 3 Also shown is a multi-conductor system for implementing the present invention.

Die vorliegende Erfindung kann nicht nur auf ein Kabel vom Koaxialtyp angewendet werden, sondern in jeder Art von Übertragungskabel implementiert werden. Kabel mit einer Vielzahl von Leitern können gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert werden. Außerdem können einfache Zwei-Draht-Verbindungskabel gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert werden.Not only can the present invention be applied to a coaxial type cable, but it can be implemented in any type of transmission cable. Cables with a plurality of conductors can be realized according to the present invention. Besides, simple two-wire verbin cable can be implemented according to the present invention.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können ferner anstelle der Kondensatoren, wie in 3 abgebildet, parallele oder serielle Schwingkreise verwendet werden.Further, according to one aspect of the present invention, instead of the capacitors as shown in FIG 3 mapped, parallel or serial resonant circuits can be used.

Das Übertragungskabel gemäß der vorliegenden Erfindung kann nicht nur für MR/NMR-Anwendungen verwendet werden, sondern auch in anderen Umgebungen mit starken Magnetfeldern, zum Beispiel angrenzend an elektrische Maschinen. Außerdem kann das Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung für ein MR-Katheter, eine HF-Spule oder MR-Spule verwendet werden.The transmission cable according to the present Invention can not only for MR / NMR applications are used, but also in other environments with strong magnetic fields, for example, adjacent to electrical Machinery. Furthermore can the cable according to the present Invention for an MR catheter, an RF coil or MR coil can be used.

Claims (4)

MR-System mit einem Übertragungskabel, wobei das Übertragungskabel Folgendes umfasst: ein erstes Kabelsegment (80) und ein zweites Kabelsegment (90), wobei das erste Kabelsegment (80) mindestens einen ersten Leiter hat und wobei das zweite Kabelsegment (90) mindestens einen zweiten Leiter hat; wobei der mindestens eine erste Leiter des ersten Kabelsegments über mindestens eine Reihenimpedanz mit dem mindestens einen zweiten Leiter des zweiten Kabelsegments verbunden ist, wobei das Übertragungskabel ein Kabel vom koaxialen Typ ist, das das erste und das zweite Kabelsegment umfasst; wobei der mindestens eine erste Leiter eine erste Schirmung (81) und einen ersten Innenleiter (82) umfasst; wobei der mindestens eine zweite Leiter eine zweite Schirmung (91) und einen zweiten Innenleiter (92) umfasst; wobei die erste Schirmung (81) über einen Reihenkondensator (85) von der mindestens einen Reihenimpedanz mit der zweiten Schirmung (91) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innenleiter (82) über einen weiteren Reihenkondensator (86) von der mindestens einen Reihenimpedanz mit dem zweiten Innenleiter (92) verbunden ist.An MR system having a transmission cable, the transmission cable comprising: a first cable segment ( 80 ) and a second cable segment ( 90 ), wherein the first cable segment ( 80 ) has at least one first conductor and wherein the second cable segment ( 90 ) has at least one second conductor; wherein the at least one first conductor of the first cable segment is connected via at least one series impedance to the at least one second conductor of the second cable segment, the transmission cable being a coaxial type cable comprising the first and second cable segments; wherein the at least one first conductor has a first shield ( 81 ) and a first inner conductor ( 82 ); wherein the at least one second conductor has a second shield ( 91 ) and a second inner conductor ( 92 ); where the first shielding ( 81 ) via a series capacitor ( 85 ) of the at least one series impedance with the second shield ( 91 ) connected is; characterized in that the first inner conductor ( 82 ) via a further series capacitor ( 86 ) of the at least one series impedance with the second inner conductor ( 92 ) connected is. MR-System nach Anspruch 1, wobei das Kabel ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, wobei sowohl das erste als auch das zweite Ende mit einer Mischeinheit versehen ist, um eine Frequenz des über das Kabel übertragenen Signals zu verschieben.The MR system of claim 1, wherein the cable is a first End and a second end has, with both the first and the second end is provided with a mixing unit to a frequency of the over transmit the cable Move signal. MR-System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Reihenimpedanz einen Kondensator mit einer Kapazität im Bereich von 1 pF umfasst.The MR system of claim 1, wherein the at least one Series impedance a capacitor with a capacity in the range of 1 pF. MR-System nach Anspruch 1, wobei die mindestens eine Reihenimpedanz einen Induktor mit einer Induktivität im Bereich von 10 nH umfasst.The MR system of claim 1, wherein the at least one Series impedance an inductor with an inductance in the range of 10 nH.
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